BE461836A - - Google Patents

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BE461836A
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F30/00Fixed transformers not covered by group H01F19/00
    • H01F30/06Fixed transformers not covered by group H01F19/00 characterised by the structure
    • H01F30/10Single-phase transformers

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Coils Of Transformers For General Uses (AREA)

Description

       

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  " Transformateur monophasé en montage auto-transformateur 
L'échange d'énergie entre réseaux interconnectés de lignes à grande distance de haute tension est, comme on le sait, assuré au moyen de transformateurs spéciaux, de grande puissance le plus   souvent.   Or, et vu leur puissance élevée, d'une part, et les exigences élevées en ce qui concerne l'isolement auxquelles doivent satisfaire les enroulements en question par suite de l'action exer- cée sur eux par les deux réseaux de haute tension, de tels trans- formateurs de couplage sont très coûteux; de plus, et en raison de leurs pertes élevées, ces transformateurs'contribuent à abaisser dans une mesure importante le rendement du système de transport d'énergie. On a donc cherché des moyens d'améliorer ces   transfor"   mateurs.

   Le moyen qui s'impose en premier lieu à l'esprit consiste à établir les transformateurs en montage économique, l'économie étant dans ce cas d'autant plus importante que le rapport de trans- formation se rapproche de l'unité. Toutefois, et comme on le sait, la réactance de tels transformateurs économiques diminue d'autant plus fortement que le rapport de transformation se rapproche de la dite limite, tandis que leur solidité mécanique   vis-à-vis   des courts- circuits devient de plus en plus problématique. Le problème à résoudre consiste donc à établir des auto-transformateurs avec une réactance suffisante. On a déjà proposé de fournir la réactance manquante par la prévision de bobines de réaction supplémentaires. 



  Toutefois, et pour la raison qu'elles doivent intervenir précisé- ment en cas de court-circuit, de telles bobines sont démesurément 

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 grandes et, de plus, coûteuses en raison de leur isolement important. On a en outre déjà proposé d'élever la réactance de tels transformateurs économiques en effectuant la transformation de la tension, non pas directement aux enroulements intéressés, mais par l'intermédiaire d'enroulements particuliers de réglage, de tension moins élevée. Toutefois ce procédé est très coûteux en raison de la double transformation de tensions élevées et, de plus, il abaisse le rendement du transformateur de couplage dans une mesure très considérable.

   On a également proposé d'effectuer la transformation, non pas directement au point qui correspond à la tension considérée de l'enroulement   auto-transformateur,   mais de déplacer le point de transformation le long de cet enroulement d'une distance telle que l'enroulement particulier supplémentaire, rendu nécessaire de ce fait, fournisse la réactance manquante. 



    On   s'aperçoit cependant tout de suite que le point de prise doit être d'autant plus éloigné de son emplacement initial, que le rapport de transformation de l'auto-transformateur se rapproche de l'unité et, finalement, on a, ici également, adopté l'expédient des enroulements de réglage en vue d'atteindre l'élévation voulue de la réactance. 



   Comme on le voit, le problème qui consiste à exécuter des transformateurs de couplage suivant le système de l'auto-transfor- mation pure et, de plus, à leur donner une réactance qui serait du même ordre de grandeur que celle d'un transformateur correspon- dant à deux enroulements distincts, n'a pu être résolu avec les moyens connus jusqu'à ce jour.

   On aurait bien pu établir des systèmes d'enroulements qui auraient produit des flux de disper- sion d'une puissance suffisante, flux qui se seraient accrus jusqu'à atteindre un multiple de ce qui, habituellement, est encore supportable; cependant il n'existait aucune possibilité de fermer le circuit de tels flux d'une manière bien ordonnée et d'éviter un courant de Foucault extrêmement préjudiciable dans les culasses, les supports massifs d'enroulements et les tôles de caissons, qui se trouveraient sur le trajet de tels flux. 



   La présente invention a pour objet un transformateur monophasé en montage auto-transformateur, particulièrement pour l'inter- connexion de réseaux de lignes haute tension à grande distance, ce transformateur comportant un rapport de transformation voulu quelconque et qui peut se rapprocher de l'unité, et étant muni d'un enroulement tertiaire spécial, la disposition suivant l'inven- tion consistant en ce que l'enroulement qui est disposé en montage auto-transformateur sur un noyau magnétique cylindrique, feuilleté radialement ou suivant une développante, présente, dans le sens transversal par rapport au flux de dispersion engendré, une largeur telle,

   qu'on obtient une tension de réactance de l'ordre de grandeur   @   

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 qui se présente habituellement dans les transformateurs à   enrou-     lamenta   distincts, cette disposition consistant en outre en ce que tout le corps d'enroulement est entouré par des paquets à retour de flux en forme de U, disposés à la manière d'une cage autour du noyau, de telle manière que le flux de dispersion engen- dré est pratiquement recueilli par les faces étroites des tôles de la carcasse magnétique. 



   Les dessins annexés représentent des modes de réalisation de l'objet de l'invention. Les Fig. 1 à 4 sont des vues en élévation et en plan, moitié en coupe* La Fig. 5 montre le schéma d'un bobinage à haute tension, tandis que les Fig. la et 3a représentent des champs de dispersion. 



   Dans ces dessins, ±\ désigne le noyau de la carcasse magnétique, feuilleté radialement ou suivant une développante, tandis que b désigne des éléments de retour de flux, groupés autour du noyau et constitués par des paquets de tôles en U. c désigne la partie de l'enroulement disposé en montage auto-transformateur, qui va jusqu'au point de prélèvement de la tension transformée, tandis que d1 et D2 représentent les autres parties de cet enroulement, à savoir, celles qui vont jusqu'au point neutre, mis à la terre, de cet enroulement. L'enroulement tertiaire est subdivisé en deux sections d'enroulement e1 et e2. Les enroulements c, d1, d2 et e1,   e   sont des bobinages en galettes ou en couches.

   Le conduc- teur de départ de l'enroulement . est désigné par U, celui des enroulements   ìl   et d2, par u, tandis que les conducteurs de départ des enroulements e1 et e2 sont désignés par x1 et x2 Finalement f1 et f2 désignent les couches isolantes interposées entre le corps d'enroulement et la carcasse magnétique. La mise à la terre est désignéepar o. 



   Les transformateurs de couplage constitués par trois   transfor-   mateurs monophasés en montage auto-transformateur et dont le point neutre est mis à la terre, sont toujours pourvus d'un enroulement tertiaire disposé en triangle, afin de ne pas agir comme bobine de réaction lors d'un contact à la terre d'une phase. Dans le cas où cet enroulement tertiaire n'est pas appelé à remplir une autre tâche, sa tension de réactance peut être maintenue dans des limites admissibles par rapport aux deux enroulements principaux du trans- formateur, et cela sans faire usage de moyens particuliers.

   Dans ce cas, le système de bobinage du transformateur est établi de façon que les enroulements   primaire,   secondaire et tertiaire pré- sentent la forme de galettes connue en soi, de telle manière que, partant du plan médian de la carcasse magnétique,-lequel joue le rôle d'un plan de symétrie et est pris en tant que lieu du potentiel d'enroulement le plus élevé,- et jusqu'au point neutre mis à la 

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 terre, la tension baisse d'une manière continue vers les deux extrémités. On réalise ainsi une disposition, pratiquement exempte d'isolation, des enroulements les uns par rapport aux autres et, par conséquent, une structure d'ensemble simple et économique au possible du corps d'enroulement.

   On obtient en outre l'avantage que, pour empêcher la   fomation   de courants de Foucault dans le corps d'enroulement même, courants provoqués par les flux de dis- persion, on peut connecter en parallèle et sans transposition, un nombre voulu quelconque d'enroulements en galettes disposés   concen-   triquement les uns par rapport aux autres, étant donné que, pra- tiquement, chacun de ces enroulements est coupé par un   morne   flux partiel de dispersion. Les grandes forces axiales de court- circuit qui résultent de ce système de bobinage sont recueillies principalement par les éléments   magnétiques b.   de retour de flux, qui entourent l'ensemble du corps de bobinage à la manière d'une cage.

   Le champ de dispersion des enroulements dans un montage auto-transformateur présente, en raison de la disposition sans iso- lement, la forme d'un triangle dont le sommet indique le lieu du flux de dispersion maximum (voir Fig.   la).   Comme le circuit de ce flux se ferme par l'extérieur, à travers les paquets de retour de flux, on prévoit latéralement à ceux-ci des tôles captatrices g, afin d'empêcher la pénétration du flux de dispersion dans les faces larges des tôles des éléments de retour de flux. Les tôles capta- trices g sont disposées sur des faces latérales en regard, des éléments qui constituent les paquets en U destinés à assurer le retour du flux, ces tôles étant situées entre les points où le flux de dispersion sortant, engendré par les enroulements disposés en auto-transformateur, atteint approximativement son maximum. 



   Lorsque, dans le but d'améliorer le facteur de puissance du transformateur de couplage, l'enroulement tertiaire est encore chargé d'un moteur synchrone, comme c'est souvent le cas, la puissance de cet enroulement, rapportée à la puissance propre de   l'auto-transformateur,   augmente d'autant plus que le rapport de transformation de ce dernier se rapproche de l'unité, et la tension de réactance entre le dit enroulement tertiaire et les enroulements de ce transformateur atteindrait des valeurs inadmissibles si l'on conservait la disposition suivant la Fig. 1.

   Pour de tels cas, il est utile d'adopter la disposition d'enroulements concentriques suivant la Fig. 3, dans laquelle il existe au moins une double liaison entre le champ de dispersion de l'enroulement tertiaire et celui de l'enroulement auto-transformateur, le nombre de ces liai- sons augmentant dans la mesure où le rapport de transformation de l'enroulement auto-transformateur se rapproche de l'unité.

   En outre, on réalise une construction de l'ensemble du corps de bobi- nage avec une dépense en isolant extrêmement réduite, si l'on 

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 répartit les enroulements c et d de l'auto-'transformateur en cylindres d'enroulements distincts que l'on glisse cencentreique- ment les uns sur les autres, ces cylindres étant connectés en série, comme montré dans la Fig. 5, de telle manière que la tension croît d'une façon pratiquement uniforme depuis l'extrémité inté- rieure mise à la terre jusqu'à l'extrémité extérieure pleinement isolée et que la tension qui apparaît entre deux cylindres ci'en- roulements ne corresponde qu'à la moitié de la différence des tensions   engendrées   dans ces cylindres.

   Toutefois, une telle dis- position suppose une pleine distance ae contournement entre le   commencement   et la fin du bobinage auto-transformateur, ce qui, comme déjà mentionné plus haut, n'est possible que lorsque le corps de bobinage présente une grande largeur transversalement au sens au flux de dispersion engendré, et une longueur axiale réduite en conséquence. C'est ainsi seulement qu'il est devenu possible   d'abaisser   la tension des cylindres d'enroulements individuels à une valeur qui ne présente plus une valeur importante du point de vue de la technique de l'isolement.

   Le flux de dispersion de ces enroulements se referme ici à travers les brides des paquets   b de retour de flux en U ; lieu de sa plus grande densité est   situé à peu près au milieu de ces enroulements Fig 3a) et, vu les grandes distances ménagées entre les enroulements et les dites brides des paquets de retour de flux b, distances qui correspon- dent aux tensions élevées, il suffit de prévoir un grand nombre de tels paquets, pour assurer également le contrôle complet des roues de la plus grande densité du flux de dispersion.

     Cependant,   un nombre moins élevé de paquets de retour de flux b peut suffire lorsqu'on dispose un nombre approprié de tôles   captatrices g   sur les faces en regard, de ces paquets, de sorte que le retour-du flux de dispersion doit s'effectuer forcément à travers les faces étroites des tôles,   comme   montré dans la Fig. 4. 



   Les transformateurs monophasés, dans lesquels tous les   enrou-   lements sont disposés concentriqueuient les uns par rapport aux autres sous une forme cylindrique, et dans lesquels les enroule- ments haute et basse tension du bobinage connecté en auto-transfor- mateur comportent un accouplement simple en ce qui concerne la dispersion magnétique, présentent, pour des puissances de trans- formation très élevées 80 MVA et plus - telles du' elles entrent en ligne de compte ces derniers temps pour le couplage de réseaux de lignes de plus hautes tensions à grande distance. 



   Si on laisse la tension de réactance à sa valeur normale, il y a   augmentation   inaomissible des pertes additionnelles dans 

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 les enroulements coupés par la totalité du champ de   dispersion,   et cela nonobstant une subdivision poussée des largeurs de fil. 



  Par contre, une réduction de la tension de réactance aurait pour effet de porter préjudice à la solidité mécanique- de l'enroulement extrême en vue des courts-circuits. 



     Conformément   à l'invention, on peut réaliser une amélioration du transformateur monophasé par une disposition qui consiste en ce que les enroulements haute et basse tension du bobinage   connecté   en auto-transformateur   comportent, au moins   un double couplage en   .ce   qui concerne le flux de dispersion magnétique et présentent, dans le sens transversal du flux de dispersion, une largeur telle que la tension de réactance engendrée présente une grandeur suffisante pour la solidité mécanique des enroulements en vue des courts-circuits. 
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 a ns l'exemple représenté dans les FiÉs. 6, 6a et 7, a dési- gne le noyau, feuilleté radialement ou en développante, de la carcasse magnétique;

     b -  les éléments de retour de flux groupés autour du noyau et constitués par des paquets de tôles en U. c désigne   l'enroulement   haute tension, traversé par le courant 
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 du réseau, du bobinage connecté en .1uto...transfornlateur, et cela i,is-lu'au 4 point de prélèvement de la tension transformée; dl et d2 désigner-t des parties de l'enroulement basse tension à mise à terre I11ono}101aire.. es parties d'enroulement sont situées de part et d'autre de   l'enroulement   haute tension. L'enroulement tertiaire est désigné par e. Les enroulements c, dl ,d2 et e sont à 
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 galettes ou à couches. -Le conducteur de sortie de l'enrouleauent c et désigné par U, celui des enroulements dl, d2 - par , et ceux de l'enroulement g- par xl, x2.

   Finalerrient, désigne les cou- ches isolantes prévues entre les enroulements et entre ceux-ci et la carcasse magnétique. La mise à la terre est désignée par 0. 



  Les brides des éléments en fer b, en forme de U, destinés à as- surer le retour du flux, sont pourvues de tôles captatrices g aux endroits d'inversion du sens du flux de dispersion. 



   De cette façon, on obtient que les pertes additionnelles dont ramenées à des valeurs admissibles, et cela même pour les   grandes   hauteurs de bobinages, et que l'enroulement   extrême   possède une solidité mécanique suffisante en vue des courts-circuits, même   lorsque   la tension de réactance est réduite. La possibilité   '-'.'un   retour favorable du flux de dispersion dans l'intérieur du 
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 cor;5 de bobinage a pour effet de les pertes additionnelles dans le fer. En outre, on réalise une sécurité suffisante pour l'enroule, .eut tertiaire situé à l'intérieur, quel que soit celui 

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 des deux enroulements couples qui devient le siège d'un court- circuit.

   Dans ce cas, il est avantageux du point de vue de la technique de   l'isolement     que 1'enroulement   qui est traversé par le courant d'auto-transformation et dont un pôle est mis à la terre, enroulement situé de part et d'autre de celui qui est par- couru par le courant du réseau, soit parcouru par une tension qui va en augmentant de l'intérieur vers l'exytérieur. ou   point de   vue de la solidité mécanique en vue des courts-circuits, et dela compensation des flux de dispersion intérieur et extérieur, il est   p référable   que la section extérieure de l'enroulement   basse   tension présente moins de spires que la section intérieure. 



    REVENDICATIONS.   



   1 - Transformateur monophasé en montage auto-transformateur, notamment pour le couplage de ré seaux dE ligneshaute tens ion à distance, ce transformateur comportant un rapport de transforma- tion voulu quelconque et pouvant se rapprocher de l'unité, et étant muni d'un enroulement tertiaire particulier, caractérisé en ce que   1'enroulement   disposé en auto-transformateur sur un noyau cylindrique feuilleté radialement ou en   développante   présente, transversalement au sens du flux de dispersion une largeur telle qu'on obtient une tension de réactance de l'ordre de grandeur usuel dans les transformateurs à bobinages distincts, et en ce que l'ensemble du corps de bobinage est entouré par des paquets de retour de flux en U, disposés autour du noyau à la manière d'une cage,

   de telle façon que le flux de dispersion engendré est pratiquement recueilli par les faces étroites des tôles de la carcasse magnétique.



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  "Single-phase transformer in auto-transformer assembly
The exchange of energy between interconnected networks of long-distance lines of high voltage is, as we know, ensured by means of special transformers, of great power most often. Now, and given their high power, on the one hand, and the high requirements with regard to the insulation which the windings in question must meet as a result of the action exerted on them by the two high voltage networks, such coupling transformers are very expensive; moreover, and because of their high losses, these transformers contribute to a significant reduction in the efficiency of the power transmission system. Means have therefore been sought to improve these transformers.

   The means which is essential in the first place in the mind consists in establishing the transformers in economic assembly, the economy being in this case all the more important as the relation of transformation approaches the unit. However, and as we know, the reactance of such economical transformers decreases all the more sharply as the transformation ratio approaches the said limit, while their mechanical strength with respect to short circuits becomes more and more more problematic. The problem to be solved therefore consists in establishing autotransformers with sufficient reactance. It has already been proposed to provide the missing reactance by the provision of additional reaction coils.



  However, and for the reason that they must intervene precisely in the event of a short-circuit, such coils are disproportionately

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 large and, moreover, expensive due to their significant isolation. In addition, it has already been proposed to raise the reactance of such economical transformers by effecting the transformation of the voltage, not directly at the windings concerned, but by means of particular regulating windings, of lower voltage. However, this method is very expensive due to the double transformation of high voltages and, moreover, it lowers the efficiency of the coupling transformer to a very considerable extent.

   It has also been proposed to perform the transformation, not directly at the point which corresponds to the voltage considered of the self-transformer winding, but to move the transformation point along this winding by a distance such that the winding Additional particular, necessitated by this fact, provides the missing reactance.



    However, we immediately notice that the tap point must be all the more distant from its initial location, as the transformation ratio of the auto-transformer approaches unity and, finally, we have, here also, adopted the expedient of adjusting windings in order to achieve the desired rise in reactance.



   As can be seen, the problem of executing coupling transformers according to the system of pure self-transformation and, moreover, of giving them a reactance which would be of the same order of magnitude as that of a transformer corresponding to two distinct windings, could not be solved with the means known to date.

   We could well have established winding systems which would have produced dispersing fluxes of sufficient power, fluxes which would have increased until reaching a multiple of what is usually still bearable; however, there was no possibility of closing the circuit of such flows in a well-ordered manner and of avoiding an extremely damaging eddy current in the yokes, the massive supports of windings and the sheets of boxes, which would be on the path of such flows.



   The object of the present invention is a single-phase transformer in an auto-transformer assembly, particularly for the interconnection of high-voltage line networks at great distance, this transformer comprising any desired transformation ratio and which can approach unity. , and being provided with a special tertiary winding, the arrangement according to the invention consisting in that the winding which is arranged in self-transforming mounting on a cylindrical magnetic core, laminated radially or according to an involute, present in the transverse direction with respect to the flow of dispersion generated, a width such,

   that we obtain a reactance voltage of the order of magnitude @

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 which usually occurs in separate winding transformers, this arrangement further consisting in that the whole winding body is surrounded by U-shaped return flow packets, arranged in the manner of a cage around of the core, so that the generated dispersion flux is practically collected by the narrow faces of the sheets of the magnetic casing.



   The accompanying drawings represent embodiments of the object of the invention. Figs. 1 to 4 are views in elevation and in plan, half in section * FIG. 5 shows the diagram of a high voltage winding, while Figs. 1a and 3a represent scatter fields.



   In these drawings, ± \ designates the core of the magnetic carcass, laminated radially or along an involute, while b designates flux return elements, grouped around the core and formed by bundles of U-shaped sheets. C designates the part of the winding arranged in an auto-transformer assembly, which goes to the point of sampling of the transformed voltage, while d1 and D2 represent the other parts of this winding, namely, those which go to the neutral point, placed to the ground, of this winding. The tertiary winding is subdivided into two winding sections e1 and e2. The windings c, d1, d2 and e1, e are windings in pancakes or in layers.

   The starting conductor of the winding. is designated by U, that of windings ìl and d2, by u, while the outgoing conductors of windings e1 and e2 are designated by x1 and x2 Finally f1 and f2 designate the insulating layers interposed between the winding body and the carcass magnetic. Grounding is denoted by o.



   Coupling transformers made up of three single-phase transformers in an auto-transformer assembly and whose neutral point is earthed, are always provided with a tertiary winding arranged in a delta, so as not to act as a feedback coil during 'one phase earth contact. In the case where this tertiary winding is not called upon to fulfill another task, its reactance voltage can be kept within acceptable limits with respect to the two main windings of the transformer, and this without making use of special means.

   In this case, the winding system of the transformer is established so that the primary, secondary and tertiary windings have the shape of wafers known per se, such that, starting from the median plane of the magnetic frame, which plays the role of a plane of symmetry and is taken as the locus of the highest winding potential, - and up to the neutral point set at

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 earth, the voltage drops continuously towards both ends. This provides an arrangement, practically free of insulation, of the windings relative to each other and, consequently, an overall structure which is as simple and economical as possible of the winding body.

   A further advantage is obtained that, in order to prevent the formation of eddy currents in the winding body itself, currents caused by the scattering flows, any desired number of units can be connected in parallel and without transposition. wafer windings arranged concentrically with respect to each other, since practically each of these windings is cut by a dismal partial flow of dispersion. The large axial short-circuit forces which result from this winding system are collected mainly by the magnetic elements b. return flow, which surround the entire coil body in the manner of a cage.

   The stray field of the windings in an auto-transformer assembly has, due to the non-isolation arrangement, the shape of a triangle, the apex of which indicates the location of the maximum scattering flux (see Fig. 1a). As the circuit of this flux closes from the outside, through the flux return packets, there are laterally provided collecting plates g, in order to prevent the penetration of the dispersion flux into the wide faces of the plates. flow return elements. The collecting sheets g are arranged on the side faces facing each other, elements which constitute the U-shaped packets intended to ensure the return of the flow, these sheets being situated between the points where the outgoing dispersion flow, generated by the windings arranged as an auto-transformer, approximately reaches its maximum.



   When, in order to improve the power factor of the coupling transformer, the tertiary winding is still loaded with a synchronous motor, as is often the case, the power of this winding, related to the inherent power of the autotransformer, increases all the more as the transformation ratio of the latter approaches unity, and the reactance voltage between said tertiary winding and the windings of this transformer would reach inadmissible values if one retained the arrangement according to FIG. 1.

   For such cases it is useful to adopt the arrangement of concentric windings according to FIG. 3, in which there is at least one double bond between the stray field of the tertiary winding and that of the self-transforming winding, the number of these bonds increasing as the transformation ratio of the auto-transformer winding approaches the unit.

   Further, a construction of the entire winding body is achieved with extremely low insulating expense, if one

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 distributes the windings c and d of the autotransformer into cylinders of separate windings which are slid centrally on each other, these cylinders being connected in series, as shown in FIG. 5, so that the voltage increases almost uniformly from the grounded inner end to the fully insulated outer end and the voltage which appears between two rolling cylinders does not corresponds to only half of the difference of the tensions generated in these cylinders.

   However, such an arrangement assumes a full distance ae bypassing between the beginning and the end of the autotransforming winding, which, as already mentioned above, is only possible when the winding body has a large width transversely to the body. direction to the generated dispersion flux, and a correspondingly reduced axial length. Only thus has it become possible to lower the tension of the individual winding cylinders to a value which is no longer of significant value from the point of view of the insulation technique.

   The dispersion flow of these windings is closed here through the flanges of the U-shaped flow return packets b; place of its greatest density is located approximately in the middle of these windings Fig 3a) and, given the great distances left between the windings and the said flanges of the flux return packets b, distances which correspond to the high voltages, it suffices to provide a large number of such packages, also to ensure complete control of the wheels of the greatest density of the dispersion flow.

     However, a smaller number of return flow packets b may be sufficient when an appropriate number of collecting plates g are available on the facing faces of these packets, so that the return of the dispersion flow must take place. necessarily through the narrow faces of the sheets, as shown in Fig. 4.



   Single-phase transformers, in which all the windings are arranged concentrically with respect to each other in a cylindrical form, and in which the high and low-voltage windings of the winding connected in the auto-transformer have a simple coupling in As regards the magnetic dispersion, present, for very high transformation powers 80 MVA and more - such of the 'they come into account lately for the coupling of networks of lines of higher tensions at great distances.



   If we leave the reactance voltage at its normal value, there is an inaomissible increase in additional losses in

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 the windings cut by the entire stray field, and this notwithstanding an extensive subdivision of the wire widths.



  On the other hand, a reduction in the reactance voltage would have the effect of impairing the mechanical strength of the extreme winding with a view to short circuits.



     According to the invention, one can achieve an improvement of the single-phase transformer by an arrangement which consists in that the high and low voltage windings of the winding connected in auto-transformer comprise, at least one double coupling in. What concerns the flow of magnetic dispersion and have, in the transverse direction of the dispersion flux, a width such that the reactance voltage generated is of a magnitude sufficient for the mechanical strength of the windings with regard to short circuits.
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 for the example represented in the FiÉs. 6, 6a and 7, a denotes the core, laminated radially or in involute, of the magnetic carcass;

     b - the flux return elements grouped around the core and formed by bundles of U-shaped sheets. c designates the high voltage winding, through which the current passes
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 of the network, of the winding connected in .1uto ... transformer, and that i, is-lu 'at the 4 point of sampling of the transformed voltage; d1 and d2 denote parts of the low voltage grounded winding I11ono} 101aire. The winding parts are located on either side of the high voltage winding. The tertiary winding is designated by e. Windings c, dl, d2 and e are at
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 patties or layered. -The output conductor of the winding c and designated by U, that of the windings dl, d2 - by, and those of the winding g- by xl, x2.

   Finally, designates the insulating layers provided between the windings and between them and the magnetic casing. Grounding is denoted by 0.



  The flanges of the U-shaped iron elements b, intended to ensure the return of the flow, are provided with collecting plates g at the places where the direction of the dispersion flow is reversed.



   In this way, we obtain that the additional losses are reduced to admissible values, even for large winding heights, and that the extreme winding has sufficient mechanical strength for short-circuits, even when the voltage of reactance is reduced. The possibility '-'. 'A favorable return of the flow of dispersion in the interior of the
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 cor; 5 winding has the effect of additional losses in the iron. In addition, sufficient security is achieved for the coil, tertiary .eut located inside, regardless of that

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 of the two pair windings which becomes the seat of a short circuit.

   In this case, it is advantageous from the point of view of the insulation technique that the winding which is traversed by the self-transformation current and of which one pole is earthed, the winding located on either side. other of that which is traversed by the current of the network, is traversed by a tension which goes increasing from the inside towards the outside. From the point of view of the mechanical strength with a view to short circuits, and of the compensation of the internal and external dispersion fluxes, it is likely that the external section of the low voltage winding has fewer turns than the internal section.



    CLAIMS.



   1 - Single-phase transformer in auto-transformer assembly, in particular for the coupling of remote high voltage line networks, this transformer comprising any desired transformation ratio and being able to approach the unit, and being provided with a Particular tertiary winding, characterized in that the winding arranged as an auto-transformer on a cylindrical core laminated radially or involute has, transversely to the direction of the dispersion flow a width such that a reactance voltage of the order of usual size in transformers with separate windings, and in that the entire winding body is surrounded by U-shaped flux return packets, arranged around the core in the manner of a cage,

   in such a way that the generated dispersion flux is practically collected by the narrow faces of the sheets of the magnetic carcass.


    

Claims (1)

2 - Transformateur suivant revendication 1, caractérisé en ce que les enroulements sont bobinés en forme de galettes et que l'enroulement auto-transformateur est disposé de telle manière que, partant du plan médian de la carcasse magnétique pris comme lieu du potentiel le plus élevé de cet enroulement, la tension diminue uniformément vers les deux extrémités mises à la terre et connectées en parallèle, du dit enroulement, tandis que les enroule- ment? tertiaires sont disposés entre les dites extrémités mises à la terre de l'enroulement auto-transformateur et les brides des paquets de retour de flux en forme de U. 2 - Transformer according to claim 1, characterized in that the windings are wound in the form of wafers and that the self-transformer winding is arranged in such a way that, starting from the median plane of the magnetic carcass taken as the place of the highest potential of this winding, the voltage decreases uniformly towards the two earthed ends connected in parallel, of the said winding, while the windings? tertiary are arranged between said earthed ends of the auto-transformer winding and the flanges of the U-shaped flux return packets. 3 - Transformateur suivant revendication 1, caractérisé en ce que tous les enroulements sont agencés concentriqueuent les uns par rapport aux autres sous une forme cylindrique, la dispo- <Desc/Clms Page number 8> sition étant telle que l'enroulement tertiaire comporte au moins un double accouplement par dispersion magnétique avec l'enroule- EMI8.1 tuent disposé en auto-transformateur6 4 - Transformateur suivant revenaication 3, caractérisé en ce que l'enroulement dispose en auto*'transformateur est constitue par des cylindres distincts agencés concentriqueL.ent les uns par rapport aux autres, 3 - Transformer according to claim 1, characterized in that all the windings are arranged concentrically with respect to each other in a cylindrical shape, the available <Desc / Clms Page number 8> sition being such that the tertiary winding comprises at least one double coupling by magnetic dispersion with the winding EMI8.1 kill arranged in auto-transformer6 4 - Transformer according to revenaication 3, characterized in that the winding has an auto * 'transformer is constituted by separate cylinders arranged concentrically with respect to each other, connectés en série les uns avec les autres depuis l'extrémité intérieure mise à la terre jusqu'à l'extrémité extérieure pleinement isolée, la disposition étant telle que la différence de potentiel entre deux cylindres voisins est égale à la moitié de la tension engendrée dans chacun d'eux. connected in series with each other from the earthed inner end to the fully insulated outer end, the arrangement being such that the potential difference between two neighboring cylinders is equal to half of the voltage generated in each of them. 5 Transformateur suivant revendications 1 et 2, caractérisé en ce que des tôles captatrices sont agencées sur les faces en regard des colonnes des paquets de retour de flux, entre les en- droits où le flux de dispersion sortant, de 1'enroulement disposé EMI8.2 ou auto-rr-5.nsforr.,ïateur, atteint son maximum. 5. Transformer according to claims 1 and 2, characterized in that the sensing sheets are arranged on the opposite faces of the columns of the return flow packets, between the places where the outgoing dispersion flow, of the winding arranged. EMI8.2 or auto-rr-5.nsforr., ïator, reaches its maximum. 6 - Transformateur suivant revendications 1, 3 et 4, carac- térisé en ce que des tôles captatrices sont agencées en nombre suffisant sur les .surfaces latérales en regard des paquetsde retour de flux, aux endroits où le flux de dispersion des enrou- lements disposés en auto-transformateur pénètre dans ces paquets. 6 - Transformer according to claims 1, 3 and 4, charac- terized in that the collecting plates are arranged in sufficient number on the side surfaces facing the return flow packets, at the places where the dispersion flow of the windings arranged. as an auto-transformer enters these packages. 7 - Transformateur suivant revendication 1, caractérisé en ce que les bobinages haute et base tension de l'enroulement disposé en auto-transformateur comportent au moins un douule ac- couplement, en ce qui concerne la dispersion magnétique, et possè- dent une telle largeur dans le sens transversal du flux de dis- persion, que la tension de réactance engendrée présente une grandeur suffisante pour la solidité mécanique des bobinages en vue des courts-circuits. 7 - Transformer according to claim 1, characterized in that the high and low voltage windings of the winding arranged as an auto-transformer comprise at least one double coupling, as regards the magnetic dispersion, and have such a width in the transverse direction of the scattering flux, that the reactance voltage generated is of sufficient magnitude for the mechanical strength of the windings with regard to short circuits. 8 - Transformateur suivant revendication 7, caractérisé en ce que l'enroulement basse tension à mise à la terre unipolaire est agencé de part et d'autre de l'enroulement haute tension traversé par le courant du réseau et que la tension du dit enrou- lement basse tension va en diminuant de l'intérieur vers l'exté- rieur. 8 - Transformer according to claim 7, characterized in that the low voltage winding to unipolar grounding is arranged on either side of the high voltage winding through which the current of the network passes and that the voltage of said winding The low voltage is decreasing from the inside to the outside. 9 - Transformateur suivant revendications 7 et 8, caracté- risé en ce que la partie de 1'enroulement basse tension située à l'extérieur comporte moins de spires que la partie de cet enroulement située à l'intérieur. <Desc/Clms Page number 9> 9 - Transformer according to claims 7 and 8, characterized in that the part of the low voltage winding located on the outside has fewer turns than the part of this winding located on the inside. <Desc / Clms Page number 9> 10 - Transformateur suivant revendications 7 et 8, caracté- risé en ce que des tôles captatrices sont disposées sur les brides des paquets de retour de flux aux endroits d'inversion du sens du flux de dispersion. 10 - Transformer according to claims 7 and 8, characterized in that the sensing sheets are arranged on the flanges of the flow return packets at the places of reversal of the direction of the dispersion flow.
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